JP5915519B2 - 音像定位装置、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両走行中において適切な運転操作を実現するために運転者の視線を誘導するよう音像を定位させる音像定位装置に関する。

車両の走行に関し、その安全を図る技術が種々提案されている。例えば、走行中に車両が車線を逸脱しそうになった場合に車線の逸脱を防止する車線逸脱防止装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この装置では、車線逸脱量を予測値として算出し、当該算出した予測値に基づいて自車両が車線逸脱傾向にあるかどうかを検出する。そして、自車両が車線逸脱傾向にある場合には、警報を発したり、車線からの逸脱を回避するように車両を制御したりする。

特許第３９４５４８８号公報

ところで、特許文献１に記載された技術は、車線逸脱傾向にあるかどうかを検出するものであり、車線逸脱傾向が生じた後に、警告を発したり、車両の制御を行ったりする。つまり、車両の挙動が危険な状態となることを予測して、それに対する措置を講じるものである。

ところが、さらなる安全運転を考えた場合、そもそも車両の挙動が危険な状態とならないようにする工夫が重要となってくる。
そこで出願人は、運転中に運転者の視線を誘導するための装置を提案した。

走行中における運転者の視線は、その視覚運動量が最小となる点の周辺に注がれることが分かっている。したがって、走行中に運転者が視線を向ける事が推奨される点（以下「予測注視点」という）を算出し、立体音響の技術を用いて、この予測注視点に音像を定位させる。「音像」とは空間的位置などを感覚的にとらえた聴感上の音源であり、「音像を定位させる」とは、音源の聴感上の空間的位置などを一定にすることをいう。そのため、予測注視点に音像を定位させた場合、予測注視点（の方向、距離）に音源があるかのように聞こえる。なお、「定位」には、「位置を一定にする」という意味の他、そのように定めた「位置」の意味も含まれるが、本明細書では、混乱を避けるため、前者を「定位」と記載し、後者をあえて「定位位置」と記載する。このように予測注視点に音像を定位させることで、運転者の視線を予測注視点に誘導することができ、車両の挙動を安定させることができる。

しかしながら、このような視線誘導の技術も、次の点では改良の余地がある。それは、走行中に障害物や案内看板などの留意すべき物体（以下「留意対象物」という）が存在する場合、当該留意対象物にも留意する必要があるという点である。つまり、予測注視点にだけ音像を定位させて運転者の視線を常に予測注視点に誘導すると、留意すべき留意対象物を見逃してしまう虞がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導しつつ、留意対象物が存在する場合には、当該留意対象物へも視線を誘導することが可能な音像定位装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた音像定位装置（３）は、音像を生成するオーディオシステム（５２）及び、オーディオシステムに対し音像を定位させるための伝達関数を設定する立体音響システム（５１）と共に用いられる。

ここで音像定位装置は、例えばナビゲーション装置として具現化される。このとき、オーディオシステム及び立体音響システムは、通常、ナビゲーション装置の外部に設けられる。ただし、ナビゲーション装置、オーディオシステム、及び、立体音響システムを備えたナビゲーションシステムの発明として実現してもよい。

音像定位装置は、音像定位処理を実行する。音像定位処理は、走行中に運転者が注視する事が推奨される予測注視点を算出し、当該予測注視点に対応する位置情報を立体音響システムへ出力することにより、オーディオシステムを介して音像を予測注視点に定位させるものである。

ここで特に本発明では、検出手段（３０ａ）が、運転者が留意すべき留意対象物を検出する。また、算出手段（３０ｂ）は、検出手段にて留意対象物が検出された場合、当該留意対象物を示す留意点を算出する。そして、出力手段（３０ｃ）により、算出手段にて算出された留意点に対応する位置情報が、予測注視点に対応する位置情報と共に立体音響システムへ出力される。この場合、オーディオシステムを介して音像が予測注視点及び留意点の両方に定位する。

つまり、本発明では、予測注視点に音像を定位させながら、留意対象物が検出された場合、当該留意対象物に対応する留意点にも音像を定位させるのである。このようにすれば、立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導しつつ、留意対象物が存在する場合には、当該留意対象物へも視線を誘導することができる。

なお、本発明は、音像定位装置の有する各手段に特徴を有するものであり、各手段は通常コンピュータを機能させるプログラムとして実現される。この意味で、各手段を実現するプログラムの発明として実現してもよい。

ナビゲーションシステムの概略構成を示すブロック図である。 音像定位処理を示すフローチャートである。 音像定位処理における留意対象物処理を示すフローチャートである。 音像定位の具体例を示す説明図である。 （ａ）は音像定位の具体例における音像の方向を示す説明図であり、（ｂ）は運転者の視線の方向を示す説明図である。 道路上に仮想的に設定する格子点Ｌを示す説明図である。 網膜球面モデルを示す説明図である。 音像定位処理が実行された場合と実行されていない場合とで、同一ドライバが同一コースを走行する際の視線の方向を示す説明図である。 音像定位処理が実行された場合の車両の左右前後方向における加速度の変化を示す説明図である。 音像定位処理が実行されていない場合の車両の左右前後方向における加速度の変化を示す説明図である。 （ａ）は指令値にエフェクトを施す線形関数を示す説明図であり、（ｂ）は指令値にエフェクトを施す非線形関数を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すナビゲーションシステム１は、車両に搭載され、ナビゲーション装置３と、ナビゲーション装置３にて制御されるサブシステム５とを備えている。

ナビゲーション装置３は、制御部３０を中心に構成されている。制御部３０は、いわゆるコンピュータシステムとして構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスラインを有している。

制御部３０には、カメラ３１、地磁気センサ３２、ジャイロスコープ３３、距離センサ３４、ＧＰＳ受信機３５、地図データ入力部３６、操作スイッチ群３７、通信部４１、外部メモリ４２、及び、表示部４３が接続されている。

カメラ３１は、車両の前方を撮影するための構成である。カメラ３１は、単眼カメラなどとして具現化される。車両前方の所定範囲を撮影することにより、案内看板や障害物などの留意対象物を検出することが可能となる。

地磁気センサ３２は、地磁気によって車両の方位を検出する構成である。また、ジャイロスコープ３３は、車両に加えられる回転運動の角速度に応じた検出信号を出力する。さらにまた、距離センサ３４は、車両の走行距離を出力する。また、ＧＰＳ受信機３５は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）用の人工衛星からの送信信号を受信し、車両の位置座標や高度を検出する。かかる構成により、制御部３０は、車両の位置、方位などを算出可能となっている。なお、ＧＰＳ受信機３５からの出力信号に基づいて位置を求める方式は、単独測位方式、相対測位方式の何れであってもよい。

また、地図データ入力部３６は、制御部３０へ地図データを入力するための構成である。地図データは、ＤＶＤ−ＲＯＭ３６ａに記憶されており、地図データ入力部３６を介して制御部３０へ入力される。もちろん、ＤＶＤ−ＲＯＭ３６ａ以外に、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどを用いてもよい。地図データには、道路データ、描画データ、マップマッチング用データ、経路案内用データなどが含まれる。

操作スイッチ群３７は、ユーザからの各種指示を入力するための構成であり、物理的な押しボタンスイッチなどとして具現化される。あるいは、表示部４３と一体に構成されたタッチパネルとして具現化してもよい。

通信部４１は、外部との通信を行うための構成である。例えば他車両との車車間通信、路側機との路車間通信、あるいは、センタとのデータ通信などが考えられる。
外部メモリ４２は、一時的な記憶を可能とするメモリである。例えば電源オフ時にも記憶内容が消失しないようにフラッシュメモリなどによって構成することが考えられる。また、ＨＤＤなどによって構成してもよい。

表示部４３は、例えば液晶ディスプレイなどで構成される。この表示部４３には、地図データ入力部３６を介して入力される地図データに基づく地図及び当該地図上の自車位置が表示される。目的地までのルートが探索された場合には、当該ルートを表示することも可能である。

サブシステム５は、立体音響システム５１及びオーディオシステム５２を有している。
立体音響システム５１は、音像を定位させるために、オーディオシステム５２に対し、伝達関数の設定を指示する。具体的には、後述するように、制御部３０から出力される目標の定位位置に基づいて、伝達関数の設定を指示する。伝達関数は、周知の音像定位技術に用いられるものであり、詳しくは、仮想音源から聴取者の鼓膜までの音の伝達特性を表す頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：Head-Related Transfer Function）である。

オーディオシステム５２は、音源５３、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒ、及び、スピーカ５５Ｌ，５５Ｒを有している。
音源５３は、ＣＤ音源やラジオ音源として具現化される。なお、ユーザによる録音を音源としてもよいし、警報音などを音源として利用してもよい。これら音源５３は、ナビゲーション装置３の操作スイッチ群３７を介して切り換えることが可能である。

スピーカ５５Ｌ，５５Ｒは、その一方がユーザの左側からの音出力を行うための左側スピーカ５５Ｌとなっており、他方がユーザの右側からの音出力を行うための右側スピーカ５５Ｒとなっている。

左側スピーカ５５Ｌに対応するのが左側フィルタ５４Ｌであり、右側スピーカ５５Ｒに対応するのが右側フィルタ５４Ｒである。上述したように音像を定位させる場合には、左側フィルタ５４Ｌ及び右側フィルタ５４Ｒが、伝達関数に基づくフィルタリングを行う。このようにしてフィルタリングされた音源５３からの信号が、それぞれ左側スピーカ５５Ｌ、右側スピーカ５５Ｒへ出力される。

なお、本実施形態では、図１に示すように、左側フィルタ５４Ｌ及び右側フィルタ５４Ｒは、複数のペアで構成される。各ペアのフィルタ５４Ｌ，５４Ｒがそれぞれ異なる伝達関数に基づくフィルタリングを行うことで、音源５３に基づく音像は、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒのペアに対応する複数の定位位置に定位する。この場合の音源は、ＣＤ音源及び警報音という具合に同時に出力されても違和感のないものを選択することが考えられる。また、同一の音源を異なるフィルタ５４Ｌ，５４Ｒのペアでフィルタリングすることで、一つの音源に基づく音像を複数の定位位置に定位させることも可能である。

また、左側スピーカ５５Ｌ及び右側スピーカ５５Ｒとしたのは２チャンネルであることを示しており、左側スピーカ５５Ｌ及び右側スピーカ５５Ｒがそれぞれ複数のスピーカによって構成されていてもよい。また、視線誘導を行わない通常時にあっては、ユーザによって設定されたオーディオ環境に基づいて音源５３からの信号出力が行われる。このときオーディオシステム５２は、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒを介さず信号出力を行う。

オーディオ環境とは、出力信号の周波数特性を変更するイコライザの設定であることが考えられる。また、左右のバランスの設定であることが考えられる。前後方向にスピーカが配置されている場合には、前後のバランスの設定も含まれる。オーディオ環境の設定は、操作スイッチ群３７を介して行われ、ナビゲーション装置３の外部メモリ４２に記憶される。なお、ユーザによる設定がなされていない場合、デフォルトのオーディオ環境が外部メモリ４２に記憶されているものとする。

また、制御部３０には、ＣＡＮなどの車内ネットワークを介して車両内のＥＣＵ群６０が接続されている。制御部３０は、ＥＣＵ群６０を構成する複数のＥＣＵと通信を行うことにより、例えば車輪速度センサにて取得される車速を取得することが可能となる。

次に、図２のフローチャートに基づき、音像定位処理を説明する。この音像定位処理を実行することにより、音像が定位し、運転者の視線を誘導することが可能となる。音像定位処理は、視線誘導モードが「ＯＮ」又は「ＡＵＴＯ」となっている場合に、制御部３０により所定時間間隔（例えば３００ｍｓ）で繰り返し実行される。

視線誘導モードとは音像定位処理を実行して運転者の視線誘導を行うか否かを選択指示するためのものであり、視線誘導モードには「ＯＮ」、「ＡＵＴＯ」及び「ＯＦＦ」がある。視線誘導モード「ＯＮ」の場合は基本的に音像定位処理が実行される。また、視線誘導モード「ＯＦＦ」の場合は音像定位処理が実行されない。さらにまた、視線誘導モード「ＡＵＴＯ」の場合は、種々の走行関連情報に基づいて音像定位処理の実行が決定される。

最初のＳ１００では、自車両の速度を取得する。この処理は、ＥＣＵ群６０を介して自車両の現時点の速度を取得するものである。
続くＳ１１０では、自車両の位置を取得する。この処理は、地磁気センサ３２及びＧＰＳ受信機３５などを用い自車両の位置及び方位を算出し、さらに、地図データ入力部３６を介して入力される地図データ中の道路データ及びマップマッチングデータを用い、地図上での自車両の位置を取得するものである。

次のＳ１２０では、道路形状を取得する。この処理は、Ｓ１１０にて取得される自車両の位置に基づき、自車両が走行している道路形状を取得するものである。後述するようにＴ秒（例えば５秒）後の自車両の位置を推定するため、走行方向を考慮して所定範囲（例えば５０ｍ先まで）の道路形状を取得する。

続くＳ１３０では、Ｔ秒後の自車両の位置における道路の曲率を取得する。この処理は、Ｓ１００にて取得した自車両の速度でＴ秒間走行した場合の自車両の推定位置における道路の曲率を取得するものである。

次のＳ１４０では、Ｔ秒後における自車両の速度及びヨーレートを推定する。ヨーレートとは、自車両の旋回方向への回転角の変化速度である。ここでは、Ｓ１００にて取得した自車両の速度をＴ秒後の自車両の速度とし、また、Ｓ１３０にて取得した道路の曲率に基づき自車両のヨーレートを推定する。

続くＳ１５０では、予測注視点を算出する。この処理は、Ｔ秒後の自車両の位置における予測注視点を算出するものである。予測注視点は、特許第４７３５６７６号公報に記載されている方法で算出可能である。

予測注視点は、例えば予測注視点までの距離、自車両から予測注視点への水平方向の角度である方位角、及び、自車両から予測注視点への垂直方向の角度である仰角からなる指令値として算出される。例えば図４に示すように、Ｔ秒後の自車両１００を基準にした予測注視点Ｐ１が、指令値（Ｒ₁，θ₁，φ₁）として算出されるという具合である。なお、φ₁は仰角であり図に示すことができないため、予測注視点Ｐ１への矢印に引き出し線を付した。

次のＳ１６０では、留意対象物処理を実行する。この留意対象物処理は、留意すべき留意対象物を検出することにより、留意対象物の位置を示す留意点を算出するものである。この留意点に関しても、予測注視点と同様、留意点までの距離、自車両から留意点への水平方向の角度である方位角、及び、自車両から留意点への垂直方向の角度である仰角からなる指令値として算出される。

続くＳ１７０では、音像出力処理を実行する。この処理は、三次元直交座標系での音像の定位位置を位置情報として算出し、当該定位位置を立体音響システム５１へ出力するものである。また、この処理は、音源５３に関する音源情報をオーディオシステム５２へ出力するものである。音源情報とは、音源５３の選択情報及び音量情報を含んでいる。

例えば予測注視点や留意点の指令値が距離Ｒ、方位角θ、及び、仰角φとして算出されている場合、次の式１，２，３により、三次元直交座標系での目標の定位位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。

Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓφ・ｃｏｓθ …式１
Ｙ＝Ｒ・ｃｏｓφ・ｓｉｎθ …式２
Ｚ＝Ｒ・ｓｉｎφ …式３
このとき、立体音響システム５１は、フィルタ５４Ｌ，５４Ｒで用いる伝達関数の設定をオーディオシステム５２へ指示する。例えばオーディオシステム５２は、立体音響システム５１からの指示に対応する複数の伝達関数を予め保持しており、選択的に伝達関数を設定するという具合である。

また、オーディオシステム５２では、音源５３の選択情報及び音量情報に基づき、対応するフィルタ５４Ｌ，５４Ｒのペアによるフィルタリングが行われ、スピーカ５５Ｌ，５５Ｒからの信号出力が行われる。これにより、スピーカ５５Ｌ，５５Ｒにより形成される音像は、予測注視点や留意点に対応する複数の定位位置に定位する。

なお、音像定位による予測注視点への視線誘導においては、以下のような効果が奏されることが確認されている。
図８に示すように、正面方向を０度とする運転者の視線の方向（角度）を縦軸とし測定時間を横軸とすると、音像定位処理を実行した場合の運転者の視線の動きは、曲線Ａ（太実線で示した曲線）に示すごとくとなった。一方、音像定位処理を実行していない場合の運転者の視線の動きは、曲線Ｂ（細実線で示した曲線）に示すごとくとなった。このとき、曲線Ｘ（破線で示した曲線）が予測注視点の方向の変化を示している。

図８から分かるように、音像定位処理の実行により、運転者の視線の方向は、その変化幅が大きくなっており、予測注視点の方向の変化と類似する傾向にある。これにより、音像定位処理を実行した場合は、運転者の視線が予測注視点の方向へ誘導され、運転者は、道路におけるコーナーの奥へ視線を運んでいることが分かる。

図９及び図１０は、音像定位処理を実行している場合と実行していない場合とで、車両の前後方向及び左右方向の加速度をそれぞれ縦軸と横軸とにプロットしたものである。ここで、音像定位処理が実行されていないときを示す図１０では加速度の大きさや方向が急激に変化しているのに対し、音像定位処理が実行されているときを示す図９では、加速の大きさや方向の変化が連続的で滑らかなものとなった。これにより、音像定位処理を実行した場合は、運転者の視線が予測注視点の方向へ誘導される結果、車両の挙動を滑らかにするような運転操作が実現されることが分かる。

しかしながら、走行中に障害物や案内看板などの留意対象物が存在する場合、当該留意対象物にも留意する必要がある。つまり、予測注視点にだけ音像を定位させて運転者の視線を常に予測注視点に誘導すると、留意すべき留意対象物を見逃してしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、上述した音像定位処理において留意対象物処理（図２中のＳ１６０）を実行する。そこで次に、図３のフローチャートに基づいて、留意対象物処理を説明する。

最初のＳ２００では、留意対象物を検出する。この処理は、運転者が留意すべき障害物や案内看板を検出するものであり、カメラ３１にて撮影される画像データに基づいて行われる。もちろん、この方法に限らず、レーザ光を送受信して距離を測定するレーダ部を用いる構成としてもよい。あるいは通信部４１を介した車車間通信や路車間通信、センタとのデータ通信などによって得られる情報から、留意対象物を検出するようにしてもよい。

続くＳ２１０では、留意対象物が検出されたか否かを判断する。ここで留意対象物が検出されたと判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２２０へ移行する。一方、留意対象物が検出されていないと判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、以降の処理を実行せず、留意対象物処理を終了する。

Ｓ２２０では、留意対象物の位置を取得する。この処理は、例えばカメラ３１にて撮影された複数枚の画像データから、留意対象物までの距離や方向を取得するものである。
Ｓ２３０では、留意対象物を示す留意点を算出する。上述したように、留意点は、留意点までの距離、留意点への方位角、及び、留意点への仰角からなる指令値として算出される。例えば図４に示すように、案内看板に対応する留意点Ｐ２が、指令値（Ｒ₂，θ₂，φ₂）として算出されるという具合である。なお、φ₂は仰角であり図に示すことができないため、留意点Ｐ２への矢印に引き出し線を付した。また、留意対象物は１つとは限らない。したがって、留意点は、２つ以上になることも考えられる。

Ｓ２４０では、音像調整処理を実行する。この音像調整処理は、Ｓ２３０にて算出された留意点に定位させる音像と、図２中のＳ１５０にて算出された予測注視点に定位させる音像との調整を行うものである。

具体的には、各定位位置における音量調整であることが考えられる。本実施形態では、留意対象物が検出された場合、留意点に定位する音像の音量を「０」から徐々に大きくしていき、これに並行して、予測注視点に定位する音像の音量を所定の音量まで徐々に下げていく。一方、留意対象物が検出されなくなると、予測注視点に定位する音像の音量を元に戻す。また、具体的には、各定位位置の位置調整であることが考えられる。本実施形態では、留意対象物が検出された場合、最初は予測注視点に複数の音像を定位させ、留意点に対応する音源に基づく音像を、留意点まで徐々に移動させていく。図４の例で言えば、最初は予測注視点Ｐ１に２つの音像を定位させ、その後、留意点Ｐ２に対応する音源に基づく音像を留意点Ｐ２まで矢印Ａで示すように移動させるという具合である。

その後、上述したように、図２中のＳ１７０の処理が実行される。音像調整処理が行われて（図３中のＳ２４０）留意対象物の検出後の一定期間に定位位置の位置調整が行われるものの、結果的に、予測注視点及び留意点の両方に音源５３に基づく音像が定位する。

以上詳述したように、本実施形態では、音像定位処理（図２参照）において留意対象物処理を実行することで（Ｓ１６０）、留意対象物が検出された場合には（図３中のＳ２００，Ｓ２１０：ＹＥＳ）、留意対象物に対応する留意点が算出され（Ｓ２２０，Ｓ２３０）、常時算出される予測注視点への音像定位と並行して、留意点に音像が定位する。

すなわち、検出手段３０ａが、運転者が留意すべき留意対象物を検出する。また、算出手段３０ｂは、検出手段３０ａにて留意対象物が検出された場合、当該留意対象物を示す留意点を算出する。そして、出力手段３０ｃにより、算出手段３０ｂにて算出された留意点に対応する位置情報が、予測注視点に対応する位置情報と共に立体音響システム５１へ出力される。この場合、オーディオシステム５２を介して音像が予測注視点及び留意点の両方に定位する。

図４に示す例では、予測注視点Ｐ１及び留意点Ｐ２の両方に音像が定位する。図４の例を定位位置への方位角の推移で示すと、図５（ａ）に示すように、右方向のカーブに合わせて算出された予測注視点Ｐ１に音像が定位するため、予測注視点Ｐ１への方位角は、時刻ｔ１から徐々に右側へ移動していく（記号ａ参照）。時刻ｔ２で留意対象物としての案内看板が検出されると、案内看板に対応する留意点Ｐ２が算出されるため、音像の定位位置が左側にも現れる。留意点Ｐ２に対応する定位位置は、自車両１００の走行に伴って方位角を大きくしながら移動する（記号ｂ参照）。そして、時刻ｔ３では、案内看板が検出されなくなることで、予測注視点Ｐ１のみに音像が定位する。このとき、運転者の視線の方向を模式的に示すと、図５（ｂ）に示すごとくとなる可能性が高い。すなわち、記号ｃで示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、予測注視点Ｐ１の方向である右方向へ誘導され、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、留意点Ｐ２の方向に誘導されて、時刻ｔ３から再び予測注視点Ｐ１の方向へ誘導される。

つまり、予測注視点に音像を定位させながら、留意対象物が検出された場合、当該留意対象物に対応する留意点にも音像を定位させるのである。このようにすれば、立体音響の技術を用いて運転者の視線を予測注視点に誘導しつつ、留意対象物が存在する場合には、当該留意対象物へも視線を誘導することができる。

また、本実施形態では、音像出力処理を実行し（図２中のＳ１７０）、音源５３に関する音源情報をオーディオシステム５２へ出力する。すなわち、出力手段３０ｃは、予測注視点及び留意点に定位させる音像を生成するための音源に関する音源情報を出力する。なお、本実施形態ではオーディオシステム５２へ出力するものとしたが、立体音響システム５１が音源を有する場合など、立体音響システム５１へ出力する場合を含む。これにより、予測注視点及び留意点に定位する音像の音源に関する情報を設定することができる。

ここで音源情報には、音源５３の選択情報及び音量情報が含まれる。すなわち、音源情報は、複数の音源の中でいずれの音源を用いるかを示す音源の選択情報である。また、音源情報は、音源に基づく音像の音量を設定するための音量情報である。これにより、予測注視点及び留意点に定位する音像を別の音源に基づくものとしたり、あるいは、同一の音源に基づくものとしたりすることができる。さらに、予測注視点及び留意点に定位する音像の音量を設定することができる。

具体的に本実施形態では、留意対象物が検出された場合、留意点に定位する音像の音量を「０」から徐々に大きくしていき、これに並行して、予測注視点に定位する音像の音量を所定の音量まで徐々に下げていく。一方、留意対象物が検出されなくなると、予測注視点に定位する音像の音量を元に戻す。すなわち、予測注視点及び留意点に定位する音像の音量バランスを調整する音量調整手段３０ｄを備え、出力手段３０ｃは、音量調整手段３０ｄにて調整された音量バランスを実現するよう音量情報を出力する。これにより、並行して複数の定位位置に音像を定位させた場合でも、運転者の違和感を軽減することができる。

また具体的に本実施形態では、留意対象物が検出された場合、最初は予測注視点に複数の音像を定位させ、留意点に対応する音源に基づく音像を、留意点まで徐々に移動させていく。すなわち、予測注視点に対応する位置情報に基づいて、留意点に対応する位置情報を調整する位置調整手段３０ｅを備え、出力手段３０ｃは、位置調整手段３０ｅにて調整された留意点に対応する位置情報を、立体音響システム５１へ出力する。これにより、並行して複数の定位位置に音像を定位させた場合でも、運転者の違和感を軽減することができる。

なお、本実施形態では２チャンネルの立体音響技術を用いた。これに対し、チャンネル数を増やしてオーディオシステムのスピーカを運転者の周囲に配置すれば、立体音響技術を用いなくとも音像を定位させることは出来る。ただし、車室内という限られたスペースの中では、任意の位置にスピーカを配置することは困難となる。したがって、２チャンネルの立体音響技術を用いることが、車室内では極めて有効となる。

以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その技術的範囲を逸脱しない限り、種々なる形態で実施可能である。
［補足説明］
予測注視点の算出は、具体的には、次のように行う。

まず、図６に示すように、現時点からＴ秒後における自車両１００を基準にし、自車両１００の走行する道路Ｒ上に、一定間隔で、区切り線Ｋを設定する。そして、この区切り線Ｋ上に複数の格子点Ｌを仮想的に設定する。ここで各格子点Ｌの位置及び距離は、ナビゲーション装置３の地図データ入力部３６を介して入力される地図データから取得する。図中では区切り線Ｋ上に設定される格子点Ｌの一部を示した。また、格子点Ｌの個数もイメージ的なものである。

次に、Ｔ秒後における運転者の首振り角の変化率を推測する。この首振り角の変化率は、図２中のＳ１３０で取得される道路の曲率から推測可能である。ここで推測される首振り角の変化率をＡとして説明を続ける。

続いて、Ｔ秒後における自車両１００を基準とし、各格子点Ｌについて、網膜球面モデルに投射した場合の運動量（以下「視覚運動量」という）を算出する。図７に示すように網膜球面モデルは、運転者の網膜を球面としてモデル化したものであり、網膜球面モデル上の物体の位置は、網膜座標系における物体に位置に対応する。

ここで物体の方位角をθとし仰角をφとすると、Ｔ秒後における自車両１００を基準とした任意の格子点Ｌの網膜球面モデル上での位置は（θ，φ）と記述することができる。そして、離心角ωの変化率（離心角変化率ω’）の絶対値を視覚運動量として算出する。離心角変化率ω’は、車速をＶとし、格子点Ｌまでの距離をＲとし、ヨーレートをγとすると、次の式４で表すことができる。なお、車速Ｖ及びヨーレートγは、図２中のＳ１４０にて推定されたものである。

式４を用い各格子点Ｌについて離心角変化率ω’を算出し、離心角変化率ω’の絶対値が最小となる格子点Ｌを、Ｔ秒後における予測注視点とする。
なお、離心角変化率ω’は、網膜球面モデルを用いて算出したものであることから路上の格子点Ｌの視覚運動量を示している。運転者は、運転中に視覚運動量の最小点を注視する傾向にあることが知られている。

［他の実施形態］
（イ）上記実施形態では、現時点からＴ秒後の自車両の位置を基準として予測注視点を算出していた（図２中のＳ１５０）。これに対し、現時点から所定距離Ｌ（＝Ｔ×Ｖ）だけ進んだ自車両の位置を基準として予測注視点を算出するようにしてもよい。また、現時点の自車両の位置を基準として予測注視点を算出するようにしてもよい。いずれにしても、上記実施形態と同様の効果が奏される。

なお、一般的には、次の式５，６，７で、予測注視点までの距離Ｒ、方位角θ、仰角φを算出することになる。
Ｒ＝ｒ（ｔ，ｌ，ｖ，ρ） …式５
θ＝ｆ（ｔ，ｌ，ｖ，ρ） …式６
φ＝ｇ（ｔ，ｌ，ｖ，ρ） …式７
（ロ）上記実施形態では、予測注視点を算出した後（図２中のＳ１５０）、目標となる定位位置を出力している（Ｓ１７０）。また、留意点を算出した後（図３中のＳ２３０）、目標となる定位位置を出力している（Ｓ１７０）。これに対し、Ｓ１５０にて算出された予測注視点やＳ２３０にて算出された留意点を（Ｒ₀，θ₀，φ₀）とし、これら予測注視点や留意点にエフェクトをかけた後、Ｓ１７０の処理を行ってもよい。すなわち次の式８，９，１０に示すごとくである。

Ｒ＝ｒ_effect（Ｒ₀） …式８
θ＝ｇ_effect（θ₀） …式９
φ＝ｈ_effect（φ₀） …式１０
具体的には、図１１（ａ）に示すように、線形関数ｒ１，ｒ２を用いて予測注視点までの距離Ｒ₀を変換することが考えられる。このとき、関数ｒ１による変換では距離変化ΔＲ₀に対する距離変化がΔＲ１となるが、より傾きの大きな関数ｒ２による変換では同一の距離変化ΔＲ₀に対する距離変化がΔＲ２となり、関数ｒ１による距離変化ΔＲ１よりも大きくすることができる。

また、図１１（ｂ）に示すように、非線形関数ｒ３を用いて予測注視点までの距離Ｒを変換してもよい。この場合、距離Ｒ₀が比較的小さくなっている場合、その変化ΔＲ₀に対する距離変化はΔＲ３１となって比較的大きくなる。一方、距離Ｒ₀が比較的大きくなっている場合、その変化ΔＲ₀に対する距離変化はΔＲ３２となって比較的小さくなる。このような非線形関数を用意することによって、予測注視点までの距離Ｒを種々の割合で変化させることができる。

なお、非線形関数は、ここで例示するものに限定されず、ｎ次曲線関数、対数関数、指数関数など、様々なバリエーションが考えられる。
また、ここでは、予測注視点までの距離Ｒについて説明したが、予測注視点への方位角θ及び仰角φについても同様のエフェクトをかけることができる。

１…ナビゲーションシステム、３…ナビゲーション装置、５…サブシステム、３０…制御部、３０ａ…検出手段、３０ｂ…算出手段、３０ｃ…出力手段、３０ｄ…音量調整手段、３０ｅ…位置調整手段、３１…カメラ、３２…地磁気センサ、３３…ジャイロスコープ、３４…距離センサ、３５…ＧＰＳ受信機、３６…地図データ入力部、３６ａ…ＤＶＤ−ＲＯＭ、３７…操作スイッチ群、４１…通信部、４２…外部メモリ、４３…表示部、５１…立体音響システム、５２…オーディオシステム、５３…音源、５４Ｌ…フィルタ、５４Ｌ…左側フィルタ、５４Ｒ…右側フィルタ、５５Ｌ…スピーカ、５５Ｌ…左側スピーカ、５５Ｒ…右側スピーカ、６０…ＥＣＵ群、１００…自車両

Claims (6)

1. 音像を生成するオーディオシステム（５２）及び、前記オーディオシステムに対し前記音像を定位させるための伝達関数を設定する立体音響システム（５１）と共に用いられ、
   走行中に運転者が注視する事が推奨される予測注視点を算出し、当該予測注視点に対応する位置情報を前記立体音響システムへ出力することにより、前記オーディオシステムを介して前記音像を前記予測注視点に定位させる音像定位処理を実行する音像定位装置（３）であって、
   運転者が留意すべき留意対象物を検出する検出手段（３０ａ）と、
   前記検出手段にて前記留意対象物が検出された場合、当該留意対象物を示す留意点を算出する算出手段（３０ｂ）と、
   前記算出手段にて算出された前記留意点に対応する位置情報を、前記予測注視点に対応する位置情報と共に前記立体音響システムへ出力する出力手段（３０ｃ）と、
   を備え、
   前記出力手段は、前記予測注視点及び前記留意点に定位させる音像を生成するための音源に関する音源情報を出力すること（Ｓ１７０）
   を特徴とする音像定位装置。
2. 請求項１に記載の音像定位装置において、
   前記音源情報は、複数の音源の中でいずれの音源を用いるかを示す音源の選択情報であること
   を特徴とする音像定位装置。
3. 請求項２に記載の音像定位装置において、
   前記音源情報は、前記音源に基づく音像の音量を設定するための音量情報であること
   を特徴とする音像定位装置。
4. 請求項３に記載の音像定位装置において、
   さらに、前記予測注視点及び前記留意点に定位する音像の音量バランスを調整する音量調整手段（３０ｄ）を備え、
   前記出力手段は、前記音量調整手段にて調整された前記音量バランスを実現するよう前記音量情報を出力すること（Ｓ１７０）
   を特徴とする音像定位装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の音像定位装置において、
   さらに、前記予測注視点に対応する位置情報に基づいて、前記留意点に対応する位置情報を調整する位置調整手段（３０ｅ）を備え、
   前記出力手段は、前記位置調整手段にて調整された前記留意点に対応する位置情報を、前記立体音響システムへ出力すること（Ｓ１７０）
   を特徴とする音像定位装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の音像定位装置の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。